1) BMS чист?
Номи пурраи BMS Системаи идоракунии батарея мебошад.Ин дастгоҳест, ки ҳолати батареяҳои нигоҳдории энергияро назорат мекунад.Он асосан барои идоракунии оқилона ва нигоҳдории ҳуҷайраҳои инфиродии батарея, пешгирии пуркунии аз ҳад зиёд ва аз ҳад зиёди батареяҳо, дароз кардани мӯҳлати батарея ва мониторинги ҳолати батарея истифода мешавад.Умуман, BMS ҳамчун тахтаи ноҳиявӣ ё қуттии сахтафзор муаррифӣ карда мешавад.
BMS яке аз зерсистемаҳои асосии системаи нигоҳдории энергияи батарея мебошад, ки барои мониторинги ҳолати кори ҳар як батарея дар воҳиди нигоҳдории энергияи батарея ва таъмини кори бехатар ва боэътимоди дастгоҳи нигоҳдории энергия масъул аст.BMS метавонад параметрҳои ҳолати батареяи нигоҳдории энергияро дар вақти воқеӣ назорат ва ҷамъоварӣ кунад (аз ҷумла, аммо бо шиддати як ҳуҷайра, ҳарорати қутби батарея, ҷараёни ҳалқаи батарея, шиддати терминали батарея, муқовимати изолятсияи системаи батарея ва ғайра) ва Таҳлил ва ҳисобкунии заруриро оид ба параметрҳои ҳолати дахлдор барои ба даст овардани параметрҳои бештари арзёбии ҳолати система анҷом диҳед.Он инчунин метавонад назорати самараноки худи батареяи нигоҳдории энергияро мувофиқи стратегияҳои махсуси назорати муҳофизатӣ ба даст орад, то кори бехатар ва боэътимоди тамоми воҳиди нигоҳдории энергияи батареяро таъмин кунад.Ҳамзамон, BMS метавонад бо дигар дастгоҳҳои беруна (PCS, EMS, системаи муҳофизат аз сӯхтор ва ғайра) тавассути интерфейси алоқаи худ ва интерфейси вуруди аналогӣ/рақамӣ барои ташкили назорати пайванди зерсистемаҳои гуногун дар тамоми қувваи нигоҳдории энергия ҳамкорӣ кунад. станция, таъмини кори бехатар, боэътимод ва самарабахши ба шабакаи электр пайвастшуда.
2) Меъморӣ
Аз нуқтаи назари меъмории топология, BMS ба ду категория тақсим мешавад: мутамарказ ва мувофиқи талаботи гуногуни лоиҳа тақсим карда мешавад.
BMS мутамарказ
Оддӣ карда гӯем, BMS мутамарказ як сахтафзори ягонаи BMS-ро барои ҷамъоварии ҳама ҳуҷайраҳо истифода мебарад, ки барои сенарияҳои дорои чанд ҳуҷайра мувофиқ аст.
BMS мутамарказ бартариҳои арзон, сохтори паймон ва эътимоднокии баланд дорад ва одатан дар сенарияҳои дорои иқтидори паст, фишори умумии кам ва ҳаҷми хурди системаи батарея, ба монанди асбобҳои барқӣ, роботҳо (роботҳои идоракунӣ, роботҳои ёрирасон) истифода мешавад. Хонаҳои интеллектуалии IOT (роботҳои ҷорӯбзада, чангкашакҳои барқӣ), борбардорҳои барқӣ, мошинҳои электрикии пастсуръат (велосипедҳои электрикӣ, мотоциклҳои электрикӣ, мошинҳои сайёҳии электрикӣ, мошинҳои барқии патрулӣ, аробаҳои электрикии голф ва ғайра) ва мошинҳои гибридии сабук.
Таҷҳизоти мутамаркази BMS метавонад ба минтақаҳои баландшиддат ва пастшиддат тақсим карда шавад.Минтақаи баландшиддат барои ҷамъоварии шиддати як ҳуҷайра, шиддати умумии система ва мониторинги муқовимати изолятсия масъул аст.Минтақаи пастшиддат схемаҳои таъминоти барқ, схемаҳои CPU, схемаҳои алоқаи CAN, схемаҳои идоракунӣ ва ғайраҳоро дар бар мегирад.
Азбаски системаи батареяи барқии мошинҳои мусофирбар дар самти иқтидори баланд, фишори баланд ва ҳаҷми калон инкишоф меёбад, меъмории тақсимшудаи BMS асосан дар моделҳои гибридии васлшаванда ва тозаи автомобил истифода мешавад.
BMS тақсим карда шудааст
Дар айни замон, барои BMS-и тақсимшуда дар соҳа истилоҳҳои гуногун мавҷуданд ва ширкатҳои гуногун номҳои гуногун доранд.Батареяи барқии BMS асосан дорои меъмории дуқабати усто-ғулом аст:
BMS нигоҳдории энергия одатан аз сабаби андозаи калони батареяи дорои як қабати назоратии болоии ғулом ва асосии идоракунӣ як меъмории сесатҳа мебошад.
Ҳамон тавре ки батареяҳо кластерҳои батареяро ташкил медиҳанд, ки дар навбати худ стекҳоро ташкил медиҳанд, BMS сеқабата низ ҳамон қоидаи болоро риоя мекунад:
Аз идоракунӣ: шӯъбаи идоракунии батарея (BMU), ки маълумотро аз батареяҳои алоҳида ҷамъ мекунад.
Шиддат ва ҳарорати ҳуҷайраи батареяро назорат кунед
Мувозинати батарея дар баста
Боргирии маълумот
идоракунии гармидиҳӣ
Ҳушдори ғайримуқаррарӣ
Назорати асосӣ: Воҳиди идоракунии кластери батарея: BCU (воҳиди кластери батарея, ки бо номи воҳиди идоракунии баландшиддати HVU, BCMU ва ғайра низ маълум аст), барои ҷамъоварии маълумоти BMU ва ҷамъоварии маълумоти кластери батарея масъул аст.
Гирифтани ҷорӣ аз кластери батарея, ба даст овардани шиддати умумӣ, ошкор кардани ихроҷ
Муҳофизати хомӯш кардани барқ ҳангоми ғайримуқаррарии ҳолати батарея
Дар зери идоракунии BMS, калибровкаи иқтидор ва калибрченкунии SOC метавонад ҳамчун асос барои идоракунии минбаъдаи пуркунӣ ва холӣ ба таври алоҳида анҷом дода шавад.
Шӯъбаи идоракунии массивҳои батарея (BAU) барои идоракунии мутамаркази батареяҳо дар тамоми анбори батареяи нигоҳдории энергия масъул аст.Он ба воҳидҳои гуногуни идоракунии кластери батарея пайваст мешавад ва маълумотро бо дастгоҳҳои дигар мубодила мекунад, то дар бораи ҳолати кори массиви батарея фикру мулоҳизаҳоро пешниҳод кунад.
Идоракунии пурбор ва холӣ кардани массиви батарея
Худшиносии системаи BMS ва огоҳии ташхиси хато
Огоҳӣ дар бораи хатогиҳои бастаи батарея
Муҳофизати бехатарӣ барои норасоиҳо ва хатогиҳои гуногун дар массиви батарея
Бо дастгоҳҳои дигар ба монанди PCS ва EMS муошират кунед
Нигоҳдорӣ, интиқол ва коркарди маълумот
Қабати идоракунии батарея: барои ҷамъоварии маълумоти гуногун (шиддат, ҳарорат) дар бораи батареяҳои инфиродӣ, ҳисоб ва таҳлили SOC ва SOH батареяҳо, ноил шудан ба баробарсозии фаъоли батареяҳои инфиродӣ ва бор кардани маълумоти ғайримуқаррарии батареяҳои инфиродӣ ба қабати блоки батареяи BCMU масъул аст.Тавассути алоқаи берунии CAN, он тавассути занҷири ропса ба ҳам пайваст мешавад.
Қабати идоракунии батарея: барои ҷамъоварии маълумоти гуногун аз батареяҳои инфиродӣ, ки аз ҷониби BMU бор карда шудааст, ҷамъоварӣ кардани маълумоти гуногун дар бораи бастаи батарея (шиддати баста, ҳарорати баста), пуркунии батарея ва холӣ кардани ҷараёнҳои батарея, ҳисоб ва таҳлили SOC ва SOH бастаи батарея масъул аст. , ва бор кардани ҳама маълумот ба қабати блоки батареяи кластери BAMS.Тавассути алоқаи берунии CAN, он тавассути занҷири ропса ба ҳам пайваст мешавад.
Қабати идоракунии кластери батарея: барои ҷамъоварии маълумоти гуногуни батарея, ки аз ҷониби BCMU бор карда шудааст ва бор кардани ҳама маълумот ба системаи мониторинги нигоҳдории энергияи EMS тавассути интерфейси RJ45 масъул аст;иртибот бо PCS барои фиристодани маълумоти дахлдори ғайримуқаррарии батарея ба PCS (интерфейси CAN ё RS485) ва муҷаҳҳаз бо гиреҳҳои хушки сахтафзор барои иртибот бо PCS.Илова бар ин, он баҳодиҳии системаи батареяи BSE (Батареяи Давлатии Батарея), муайянкунии ҳолати системаи барқӣ, идоракунии контакторҳо, идоракунии гармӣ, идоракунии амалиёт, идоракунии пуркунӣ, идоракунии ташхисро иҷро мекунад ва идоракунии шабакаи алоқаи дохилӣ ва беруниро иҷро мекунад.Бо тобеъон тавассути CAN муошират мекунад.
3) BMS чӣ кор мекунад?
Функсияҳои BMS зиёданд, аммо аслӣ ва он чизе, ки моро бештар ба ташвиш меорад, се ҷанба мебошанд:
Яке аз онҳо ҳассос (идоракунии давлатӣ), ки вазифаи асосии BMS мебошад.Он шиддат, муқовимат, ҳароратро чен мекунад ва дар ниҳоят ҳолати батареяро ҳис мекунад.Мо мехоҳем бидонем, ки ҳолати батарея чӣ гуна аст, он чӣ қадар энергия ва иқтидор дорад, он чӣ қадар солим аст, чӣ қадар қувваи он истеҳсол мекунад ва то чӣ андоза бехатар аст.Ин ҳиссиёт аст.
Дуюм, менеҷмент (идоракунии тавозун).Баъзе одамон мегӯянд, ки BMS дояи батарея аст.Пас ин доя бояд онро идора кунад.Чӣ бояд кард?Ин аст, ки батареяро то ҳадди имкон хубтар кунад.Асоситарин идоракунии тавозун ва идоракунии гармидиҳӣ мебошад.
Сеюм - муҳофизат (идоракунии бехатарӣ).Даячй хам кори худро дорад.Агар батарея ягон ҳолат дошта бошад, он бояд муҳофизат карда шавад ва ҳушдор дода шавад.
Албатта, инчунин як ҷузъи идоракунии коммуникатсия вуҷуд дорад, ки маълумотро дар дохили система ё берун аз он тавассути протоколҳои муайян интиқол медиҳад.
BMS дорои бисёр вазифаҳои дигар, аз қабили назорати амалиёт, мониторинги изолятсия, идоракунии гармӣ ва ғайра мебошад, ки дар ин ҷо муҳокима карда намешаванд.
3.1 Дарк – андозагирӣ ва баҳодиҳӣ
Вазифаи асосии BMS чен кардан ва баҳодиҳии параметрҳои батарея, аз ҷумла параметрҳои асосӣ ба монанди шиддат, ҷараён, ҳарорат ва ҳолат, инчунин ҳисоб кардани маълумоти ҳолати батарея, ба монанди SOC ва SOH мебошад.Соҳаи батареяҳои барқӣ инчунин ҳисобҳои SOP (ҳолати барқ) ва SOE (ҳолати энергия) -ро дар бар мегирад, ки дар ин ҷо муҳокима карда намешаванд.Мо ба ду маълумоти васеъ истифодашавандаи аввал тамаркуз хоҳем кард.
Андозаи ҳуҷайра
1) Андозагирии иттилооти асосӣ: Вазифаи асосии системаи идоракунии батарея ин чен кардани шиддат, ҷараён ва ҳарорати ҳуҷайраҳои инфиродии батарея мебошад, ки асос барои ҳама ҳисобҳои сатҳи боло ва мантиқи назорат дар системаи идоракунии батарея мебошад.
2) Санҷиши муқовимат ба изолятсия: Санҷиши изолятсия барои тамоми системаи батарея ва системаи баландшиддат дар дохили системаи идоракунии батарея зарур аст.
3) Муайянкунии блоки баландшиддати баландшиддат (HVIL): барои тасдиқи якпорчагии тамоми системаи баландшиддат ва оғози чораҳои бехатарӣ ҳангоми вайрон шудани тамомияти ҳалқаи системаи баландшиддат истифода мешавад.
Ҳисобкунии SOC
SOC ба ҳолати барқ, ки иқтидори боқимондаи батарея аст, ишора мекунад.Оддӣ карда гӯем, он аст, ки чӣ қадар қувваи барқ дар батарея боқӣ мондааст.
SOC муҳимтарин параметр дар BMS аст, зеро ҳама чизи дигар ба он асос ёфтааст.Аз ин рӯ, дақиқӣ ва устувории он (инчунин ҳамчун қобилияти ислоҳи хатоҳо маълум аст) хеле муҳим аст.Бе SOC дақиқ, ҳеҷ як миқдори функсияи муҳофизат наметавонад BMS-ро дуруст кор кунад, зеро батарея аксар вақт дар ҳолати муҳофизатшуда қарор дорад ва дароз кардани мӯҳлати батареяро ғайриимкон месозад.
Дар айни замон, усулҳои асосии баҳодиҳии SOC усули шиддати кушода, усули ҳамгироии ҷорӣ, усули филтри Калман ва усули шабакаи нейронро дар бар мегиранд.Ду усули аввал маъмулан истифода мешаванд.Ду усули охирин донишҳои пешрафтаро ба монанди моделҳои ҳамгироӣ ва зеҳни сунъиро дар бар мегиранд, ки дар ин ҷо муфассал нест.
Дар барномаҳои амалӣ, алгоритмҳои сершумор аксар вақт дар якҷоягӣ истифода мешаванд ва алгоритмҳои гуногун вобаста ба ҳолати пур кардани батарея ва холӣ қабул карда мешаванд.
усули шиддати занҷири кушод
Принсипи усули шиддати ноқилҳои кушод аз он иборат аст, ки муносибати нисбатан устувори функсионалии байни шиддати ноқилҳои кушода ва SOC дар ҳолати ҷойгиркунии дарозмуддати статикии батарея ва ба ин васила баҳодиҳии SOC дар асоси шиддати ноқилҳои кушод.Велосипеди электрикии батареяи сурб-кислота, ки қаблан маъмулан истифода мешуд, ин усулро барои ҳисоб кардани SOC истифода мебарад.Усули шиддати ноқилҳои кушод оддӣ ва қулай аст, аммо камбудиҳои зиёде низ мавҷуданд:
1. Батареяро бояд муддати тӯлонӣ дар истад, вагарна дар як муддати кӯтоҳ устувор кардани шиддати занҷири кушод душвор хоҳад буд;
2. Дар батареяҳо, махсусан батареяҳои фосфати оҳании литий, як платои шиддат мавҷуд аст, ки дар он шиддати терминал ва каҷи SOC дар доираи SOC30%-80% тақрибан хатӣ мебошанд;
3. Батарея дар ҳароратҳои гуногун ё марҳилаҳои гуногуни ҳаёт аст ва гарчанде ки шиддати схемаи кушода яксон аст, фарқияти воқеии SOC метавонад калон бошад;
Тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст, вақте ки мо ин велосипеди электрикиро истифода мебарем, агар SOC-и ҷорӣ ҳамчун 100% нишон дода шавад, ҳангоми суръатбахшӣ шиддат паст мешавад ва қувва метавонад ҳамчун 80% нишон дода шавад.Вақте ки мо суръатро қатъ мекунем, шиддат баланд мешавад ва қувва ба 100% бармегардад.Ҳамин тавр, дисплейи барқии мотороллерҳои мо дақиқ нест.Вақте ки мо меистем, он қудрат дорад, аммо вақте ки мо ба кор шурӯъ мекунем, қувваи он тамом мешавад.Ин метавонад бо батарея мушкилот надошта бошад, аммо метавонад аз он сабаб бошад, ки алгоритми SoC-и BMS хеле содда аст.
Усули интегралии Ан-Ши
Усули ҳамгироии Anshicontinuous мустақиман арзиши SOC-ро дар вақти воқеӣ тавассути таърифи SOC ҳисоб мекунад.
Бо назардошти арзиши ибтидоии SOC, то он даме, ки ҷараёни батареяро чен кардан мумкин аст (дар он ҷо ҷараёни разряд мусбат аст), тағирёбии иқтидори батареяро тавассути ҳамгироии ҷорӣ дақиқ ҳисоб кардан мумкин аст, ки дар натиҷа SOC боқимонда мешавад.
Ин усул натиҷаҳои нисбатан боэътимоди баҳодиҳӣ дар як муддати кӯтоҳ дорад, аммо аз сабаби хатогиҳои андозагирии сенсори ҷорӣ ва таназзули тадриҷии иқтидори батарея, ҳамгироии ҷараёни дарозмуддат инҳирофҳои муайянро ба вуҷуд меорад.Аз ин рӯ, он одатан дар якҷоягӣ бо усули шиддати кушода барои арзёбии арзиши ибтидоии баҳодиҳии SOC бо талаботи дақиқии паст истифода мешавад ва инчунин метавонад дар якҷоягӣ бо усули филтркунии Калман барои пешгӯии кӯтоҳмуддати SOC истифода шавад.
SOC (State Of Charge) ба алгоритми асосии идоракунии BMS тааллуқ дорад, ки ҳолати иқтидори ҷории боқимондаро ифода мекунад.Он асосан тавассути усули ҳамгироии ампер-соат ва алгоритми EKF (Extended Calman Filter) дар якҷоягӣ бо стратегияҳои ислоҳкунӣ (ба монанди ислоҳи шиддати ноқилҳои кушода, ислоҳи пурраи барқ, ислоҳи охири барқ, ислоҳи иқтидор дар ҳарорати гуногун ва SOH) ғайра).Усули интегратсияи ампер-соат дар шарти таъмини дақиқии ба даст овардани ҷорӣ нисбатан боэътимод аст, аммо он устувор нест.Аз сабаби ҷамъшавии хатогиҳо, он бояд бо стратегияҳои ислоҳӣ якҷоя карда шавад.Усули EKF устувор аст, аммо алгоритми он нисбатан мураккаб ва татбиқи мушкил аст.Истеҳсолкунандагони асосии ватанӣ метавонанд дар ҳарорати хонагӣ камтар аз 6% дақиқиро ба даст оранд, аммо ҳисоб кардан дар ҳарорати баланд ва паст ва сустшавии батарея душвор аст.
ислоҳи SOC
Аз сабаби тағирёбии ҷорӣ, SOC-и тахминӣ метавонад нодуруст бошад ва ба раванди баҳодиҳӣ стратегияҳои гуногуни ислоҳро ворид кардан лозим аст.
Ҳисобкунии SOH
SOH ба ҳолати саломатӣ дахл дорад, ки вазъи саломатии ҷории батареяро (ё дараҷаи таназзули батарея) нишон медиҳад.Он маъмулан ҳамчун арзиш аз 0 то 100% муаррифӣ мешавад ва арзишҳои аз 80% поёнтар одатан нишон медиҳанд, ки батарея дигар қобили истифода нест.Он метавонад бо тағирёбии иқтидори батарея ё муқовимати дохилӣ ифода карда шавад.Ҳангоми истифода бурдани иқтидор иқтидори воқеии батареяи ҷорӣ дар асоси маълумот аз ҷараёни кори батарея ҳисоб карда мешавад ва таносуби ин ба иқтидори номиналӣ SOH мебошад.Ҳангоми бад шудани батарея, SOH дақиқ дурустии ҳисобкунии модулҳои дигарро беҳтар мекунад.
Дар саноат ду таърифи гуногуни SOH вуҷуд дорад:
Таърифи SOH дар асоси пажӯҳиши иқтидор
Ҳангоми истифодаи батареяҳои литий-ионӣ маводи фаъоли дохили батарея тадриҷан кам мешавад, муқовимати дохилӣ зиёд мешавад ва иқтидораш паст мешавад.Аз ин рӯ, SOH-ро аз рӯи иқтидори батарея ҳисоб кардан мумкин аст.Ҳолати саломатии батарея ҳамчун таносуби иқтидори ҷорӣ ба иқтидори ибтидоӣ ифода карда мешавад ва SOH он чунин муайян карда мешавад:
SOH = (C_standard-C_fade)/C_standard ×100%
Дар куҷо: C_fade иқтидори гумшудаи батарея аст;C_standard иқтидори номиналӣ аст.
Стандарти IEEE 1188-1996 муқаррар мекунад, ки вақте ки иқтидори батареяи барқӣ то 80% паст мешавад, батарея бояд иваз карда шавад.Аз ин рӯ, мо одатан чунин мешуморем, ки батареяи SOH ҳангоми аз 80% пасттар мавҷуд нест.
Таърифи SOH дар асоси камшавии қувваи барқ (Пастшавии барқ)
Пиршавии қариб ҳама намуди батареяҳо боиси зиёд шудани муқовимати дохилии батарея мегардад.Чӣ қадаре ки муқовимати дохилии батарея баланд бошад, қувваи мавҷуда ҳамон қадар кам мешавад.Аз ин рӯ, SOH-ро бо истифода аз камшавии қувва ҳисоб кардан мумкин аст.
3.2 Менеҷмент – Технологияи мутавозин
Ҳар як батарея "шахсияти" худро дорад
Барои сухан дар бораи тавозун, мо бояд аз батареяҳо оғоз кунем.Ҳатто батареяҳое, ки дар як партия аз ҷониби як истеҳсолкунанда истеҳсол карда мешаванд, давраҳои ҳаёт ва "шахсиятҳои" худро доранд - иқтидори ҳар як батарея комилан якхела буда наметавонад.Ду сабаби ин номувофиқатӣ вуҷуд дорад:
Яке аз онҳо номувофиқ будани истеҳсоли ҳуҷайра мебошад
Яке аз онҳо номувофиқ будани реаксияҳои электрохимиявӣ мебошад.
номутаносибии истехсолот
Мутобиқати истеҳсолотро фаҳмидан осон аст.Масалан, дар ҷараёни истеҳсолот номувофиқатии диафрагма ва номутобиқатии маводи катод ва анод метавонад ба номувофиқатии иқтидори умумии батарея оварда расонад.Батареяи стандартии 50AH метавонад 49AH ё 51AH шавад.
номувофиқатии электрохимиявӣ
Мутобик набудани электрохимия дар он аст, ки дар процесси пур кардани батарея ва холй кардани батарея, хатто агар истехсол ва коркарди ду ҳуҷайра якхела бошад ҳам, муҳити гармӣ ҳеҷ гоҳ дар ҷараёни реаксияи электрохимиявӣ мувофиқ буда наметавонад.Масалан, ҳангоми сохтани модулҳои батарея, ҳарорати ҳалқаи атроф бояд аз ҳарорати миёна пасттар бошад.Ин боиси номувофиқатии дарозмуддати байни миқдори пуркунии барқ ва холӣ мегардад, ки дар навбати худ ба номувофиқ будани иқтидори ҳуҷайраи батарея оварда мерасонад;Вақте ки ҷараёнҳои барқгиранда ва холӣ кардани филми SEI дар ҳуҷайраи батарея муддати тӯлонӣ номувофиқанд, пиршавии филми SEI низ номувофиқ хоҳад буд.
* Филми SEI: "интерфейси электролитҳои сахт" (интерфейси электролитҳои сахт).Дар ҷараёни разряди якуми батареяи литий-ионии моеъ, маводи электрод бо электролит дар интерфейси фазаи сахти моеъ реаксия карда, қабати пассиватсияро пӯшонидани сатҳи маводи электрод ташкил медиҳад.Плёнкаи SEI як изолятори электронӣ аст, аммо барандаи аълои ионҳои литий, ки на танҳо электродро муҳофизат мекунад, балки ба кори батарея низ таъсир намерасонад.Пиршавии филми SEI ба саломатии батарея таъсири назаррас мерасонад.
Аз ин рӯ, якрангӣ (ё дискретӣ)-и бастаҳои батарея зуҳури ногузири кори батарея мебошад.
Чаро тавозун лозим аст
Батареяҳо гуногунанд, пас чаро кӯшиш накунед, ки онҳоро якхела созед?Зеро номувофиқатӣ ба кори бастаи батарея таъсир мерасонад.
Маҷмӯи батарея дар силсила таъсири кӯтоҳи баррелро пайгирӣ мекунад: дар системаи бастаи батарея дар силсила, иқтидори тамоми системаи бастаи батарея аз ҷониби хурдтарин воҳиди ягона муайян карда мешавад.
Фарз мекунем, ки мо як бастаи батарея дорем, ки аз се батарея иборат аст:
д бидонед, ки аз ҳад зиёд пур кардан ва холӣ кардан метавонад ба батареяҳо зарари ҷиддӣ расонад.Аз ин рӯ, вақте ки батареяи В ҳангоми пуркунӣ пурра пур мешавад ё ҳангоми холӣ кардани барқи батареяи B хеле паст аст, барои муҳофизат кардани батареяи B пур кардан ва холӣ карданро қатъ кардан лозим аст. Дар натиҷа, қувваи батареяҳои А ва С пурра шуда наметавонад. истифода бурда мешавад.Ин боиси:
Иқтидори воқеии истифодашавандаи бастаи батарея кам шудааст: Батареяҳои А ва С, ки метавонистанд иқтидори мавҷударо истифода баранд, ҳоло ин корро карда наметавонанд, то батареяи В-ро ҷойгир кунанд. Ин ба монанди ду нафарест, ки дар се пояш ба ҳам бастаанд. одами баландтар қадамҳои калон гузошта наметавонад.
Мӯҳлати кӯтоҳи батарея: Дарозии қадами хурдтар қадамҳои бештарро талаб мекунад ва пойҳоро хаста мекунад.Бо кам шудани иқтидор, шумораи давраҳои барқ ва разряд зиёд мешавад, ки боиси таназзули бештари батарея мегардад.Масалан, як ҳуҷайра метавонад 4000 давраро бо 100% DoD ба даст орад, аммо дар истифодаи воқеӣ он ба 100% расида наметавонад ва шумораи давраҳо албатта ба 4000 намерасад.
*DoD, умқи холӣ, фоизи иқтидори холӣ кардани батареяро ба иқтидори номиналии батарея нишон медиҳад.
Мутобиқ набудани батареяҳо боиси паст шудани кори бастаи батарея мегардад.Ҳангоме ки андозаи модули батарея калон аст, сатрҳои сершумори батареяҳо пай дар пай пайваст карда мешаванд ва фарқияти калони як шиддат боиси кам шудани иқтидори тамоми қуттӣ мегардад.Чӣ қадаре ки батареяҳо ба силсила пайваст шаванд, иқтидори бештари онҳо гум мешаванд.Аммо, дар замимаҳои мо, махсусан дар барномаҳои системаи нигоҳдории энергия, ду талаботи муҳим вуҷуд доранд:
Якум, батареяи дарозмуддат аст, ки метавонад хароҷоти истифода ва нигоҳдории онро хеле кам кунад.Системаи нигоҳдории энергия барои мӯҳлати хизмати батарея талаботи баланд дорад.Аксари навъҳои ватанӣ барои 15 сол пешбинӣ шудаанд.Агар дар як сол 300 давраро фарз кунем, 15 сол 4500 давраро ташкил медиҳад, ки ҳоло ҳам хеле баланд аст.Мо бояд мӯҳлати хизмати ҳар як батареяро ба ҳадди аксар афзоиш диҳем, то ки мӯҳлати умумии тамоми бастаи батарея то ҳадди имкон ба мӯҳлати тарҳрезӣ расад ва таъсири паҳншавии батареяро ба мӯҳлати батарея кам кунад.
Давраи дуюми амиқ, махсусан дар сенарияи татбиқи риштарошӣ, баровардани як кВт/соат нерӯи барқ як нуқтаи дигари даромад меорад.Яъне, мо 80% DoD ё 90% DoD-ро иҷро хоҳем кард.Вақте ки давраи амиқ дар системаи нигоҳдории энергия истифода мешавад, парокандашавии батарея ҳангоми разряди дум зоҳир мешавад.Аз ин рӯ, барои таъмини пурраи иқтидори ҳар як ҳуҷайраи ягона дар ҳолати пуркунии амиқ ва холӣкунии амиқ, талаб карда мешавад, ки BMS-и нигоҳдории энергия дорои қобилиятҳои қавии идоракунии баробаркунӣ ва рафъ кардани пайдоиши мувофиқат дар байни ҳуҷайраҳои батарея бошад. .
Ин ду талабот комилан хилофи номувофиқатии батарея мебошанд.Барои ноил шудан ба барномаҳои пурсамартари бастаи батарея, мо бояд технологияи муассиртари мувозинат дошта бошем, то таъсири номутобиқатии батареяро кам кунем.
технологияи мувозинат
Технологияи баробарсозии батарея ин роҳи яксон кардани батареяҳои дорои зарфиятҳои гуногун мебошад.Ду усули баробарсозии умумӣ вуҷуд дорад: баробарсозии якҷонибаи тақсимоти энергия (баробаркунии ғайрифаъол) ва баробарсозии дуҷонибаи интиқоли энергия (баробаркунии фаъол).
(1) Тавозуни пассивӣ
Принсипи баробарсозии ғайрифаъол ин параллел кардани резистори разряди ивазшаванда дар ҳар як сатри батарея мебошад.BMS резистори разрядро барои холӣ кардани ҳуҷайраҳои шиддати баландтар назорат мекунад ва энергияи барқро ҳамчун гармӣ пароканда мекунад.Масалан, вақте ки батареяи В қариб пурра пур мешавад, коммутатор кушода мешавад, то ба муқовимати батареяи В имкон диҳад, ки энергияи зиёдатии барқро ҳамчун гармӣ пароканда кунад.Сипас пуркунии барқ то он даме идома меёбад, ки батареяҳои A ва C низ пурра пур карда шаванд.
Ин усул метавонад танҳо ҳуҷайраҳои баландшиддати барқро холӣ кунад ва ҳуҷайраҳои иқтидори пастро барқ пур карда наметавонад.Аз сабаби маҳдуд будани қувваи муқовимати разряд, ҷараёни баробарсозӣ одатан хурд аст (камтар аз 1А).
Бартариҳои баробарсозии ғайрифаъол арзиши паст ва тарҳи схемаи оддӣ мебошанд;камбудихо аз он иборат аст, ки вай ба иктидори камтарини аккумулятор барои баробаркунй асос ёфтааст, ки он иктидори аккумуляторхои бо иктидори ками бокимондаро зиёд карда наметавонад ва 100 фоизи кувваи баробаркардашуда дар шакли гармй сарф мешавад.
(2) Тавозуни фаъол
Тавассути алгоритмҳо, сатрҳои сершумори батареяҳо энергияи ҳуҷайраҳои баландшиддатро ба ҳуҷайраҳои пастшиддат бо истифода аз ҷузъҳои нигоҳдории энергия интиқол медиҳанд, батареяҳои баландшиддатро холӣ мекунанд ва энергияи барои пур кардани ҳуҷайраҳои шиддати пастро истифода мебаранд.Энергия асосан интиқол дода мешавад, на пароканда мешавад.
Ҳамин тариқ, ҳангоми пуркунии барқ батареяи В, ки аввал ба 100% шиддат мерасад, ба A ва C холӣ мешавад ва се батарея якҷоя пурра пур карда мешаванд.Ҳангоми холӣ, вақте ки заряди боқимондаи батареяи В хеле кам аст, A ва C «зарҷ мекунанд» B, то ҳуҷайраи B ба ҳадди SOC барои қатъ кардани разряд зуд нарасад.
Хусусиятҳои асосии технологияи тавозуни фаъол
(1) Мувозинат кардани шиддати баланд ва паст барои беҳтар кардани самаранокии бастаи батарея: Ҳангоми пур кардан ва холӣ кардан ва дар истироҳат, батареяҳои баландшиддатро холӣ кардан мумкин аст ва батареяҳои пастшиддатро пур кардан мумкин аст;
(2) Интиқоли ками энергия: энергия асосан интиқол дода мешавад, на танҳо аз даст рафта, самаранокии истифодаи қувваи барқро беҳтар мекунад;
(3) Ҷараёни мувозинати калон: Умуман, ҷараёни мувозинат аз 1 то 10А буда, мувозинат тезтар аст;
Баробаркунии фаъол конфигуратсияи схемаҳои мувофиқ ва дастгоҳҳои нигоҳдории энергияро талаб мекунад, ки боиси ҳаҷми калон ва афзоиши хароҷот мегардад.Ин ду шарт якҷоя муайян мекунанд, ки баробарсозии фаъолро пешбарӣ кардан ва татбиқ кардан осон нест.
Илова бар ин, раванди пуркунии фаъоли баробарсозӣ ва холӣ мӯҳлати давраи батареяро ба таври возеҳ зиёд мекунад.Барои ҳуҷайраҳое, ки барои ноил шудан ба мувозинат пур кардан ва холӣ карданро талаб мекунанд, сарбории иловагӣ метавонад боиси он гардад, ки онҳо аз пиршавии ҳуҷайраҳои оддӣ зиёдтар шаванд ва дар натиҷа фосилаи бештари кор бо ҳуҷайраҳои дигар гардад.
Баъзе коршиносон бар ин назаранд, ки ду ибораи дар боло овардашуда бояд ба мувозинати диссипативӣ ва тавозуни ғайритаъсиршаванда мувофиқат кунанд.Новобаста аз он ки он фаъол ё ғайрифаъол аст, бояд аз ҳодисае вобаста бошад, ки раванди мувозинатро ба вуҷуд меорад.Агар система ба ҳолате расад, ки он бояд пассив бошад, пассив аст.Агар он аз ҷониби одамон муқаррар карда шавад, муқаррар кардани барномаи мувозинат дар ҳолати зарурии мувозинат мувозинати фаъол номида мешавад.
Масалан, вақте ки разряд ба охир мерасад, ҳуҷайраи шиддати пасттарин ба шиддати қатъи разряд расид, дар ҳоле ки ҳуҷайраҳои дигар ҳоло ҳам қувва доранд.Дар айни замон, барои ҳарчи бештар холӣ кардани қувваи барқ, система нерӯи барқи ҳуҷайраҳои энергияи баландро ба ҳуҷайраҳои камэнергия интиқол медиҳад ва имкон медиҳад, ки раванди разряд то холӣ шудани тамоми қувва идома ёбад.Ин як раванди баробарсозии ғайрифаъол аст.Агар система пешгӯӣ кунад, ки дар охири разряд номутавозунӣ ба амал меояд, вақте ки ҳанӯз 40% қувваи барқ боқӣ мемонад, он раванди баробарсозии фаъолро оғоз мекунад.
Баробаркунии фаъол ба усулҳои мутамарказ ва ғайримарказӣ тақсим мешавад.Усули мутамаркази баробарсозӣ энергияро аз тамоми бастаи батарея ба даст меорад ва сипас дастгоҳи табдили энергияро барои илова кардани энергия ба батареяҳо бо энергияи камтар истифода мебарад.Баробарии ғайримарказонидашуда пайванди нигоҳдории энергияро байни батареяҳои ҳамсоя дар бар мегирад, ки метавонад индуктор ё конденсатор бошад, ки имкон медиҳад энергия байни батареяҳои ҳамсоя ҷараён гирад.
Дар стратегияи кунунии назорати тавозуни, шахсоне ҳастанд, ки шиддати ҳуҷайраро ҳамчун параметри ҳадафи назорат мегиранд ва инчунин онҳое ҳастанд, ки истифодаи SOC-ро ҳамчун параметри ҳадафи назорати мувозинат пешниҳод мекунанд.Гирифтани шиддати ҳуҷайра ҳамчун мисол.
Аввалан, барои оғоз ва анҷом додани баробарсозӣ як ҷуфт арзишҳои ҳадди ақалро таъин кунед: масалан, дар маҷмӯи батареяҳо, вақте ки фарқияти байни шиддати шадиди як ҳуҷайра ва шиддати миёнаи маҷмӯи ба 50 мВ мерасад, баробарсозӣ оғоз мешавад ва вақте ки ба 5мВ мерасад, баробаркунй ба охир мерасад.
BMS шиддати ҳар як ҳуҷайраро мувофиқи давраи муайяни ба даст овардан ҷамъоварӣ мекунад, арзиши миёнаро ҳисоб мекунад ва баъд фарқияти байни ҳар як шиддати ҳуҷайра ва арзиши миёнаро ҳисоб мекунад;
Агар фарқияти ҳадди аксар ба 50 мВ расад, BMS бояд раванди баробарсозӣ оғоз кунад;
Қадами 2-ро дар ҷараёни баробарсозӣ то он даме, ки арзишҳои фарқият ҳама аз 5 мВ камтар бошанд, идома диҳед ва сипас баробаркуниро хотима диҳед.
Бояд қайд кард, ки на ҳама BMS-ҳо ин қадамро талаб мекунанд ва стратегияҳои минбаъда вобаста ба усули тавозун метавонанд фарқ кунанд.
Технологияи тавозун низ ба намуди батарея вобаста аст.Умуман чунин мешуморанд, ки LFP барои тавозуни фаъол бештар мувофиқ аст, дар ҳоле ки батареяҳои семоҳа барои тавозуни ғайрифаъол мувофиқанд.
Марҳилаи рақобати шадид дар BMS асосан аз ҷониби арзиш ва эътимод дастгирӣ карда мешавад.Дар айни замон, санҷиши таҷрибавии мувозинати фаъол ҳанӯз ба даст наомадааст.Интизор меравад, ки сатҳи амнияти функсионалӣ ба ASIL-C ва ASIL-D ҳаракат кунад, аммо арзиши он хеле баланд аст.Аз ин рӯ, ширкатҳои бузурги имрӯза аз таҳқиқоти фаъоли мувозинат эҳтиёткорӣ мекунанд.Баъзе корхонаҳои калон ҳатто мехоҳанд, ки модули тавозуниро бекор кунанд ва ҳама мувозинатро дар берун иҷро кунанд, ба монанди нигоҳдории мошинҳои сӯзишворӣ.Ҳар дафъае, ки мошин масофаи муайянро тай мекунад, он барои мувозинати беруна ба мағозаи 4S меравад.Ин арзиши тамоми мошини BMS-ро кам мекунад ва инчунин ба мағозаи мувофиқи 4S фоида меорад.Ин як вазъияти ба фоидаи ҳама тарафҳо мебошад.Аз ин рӯ, шахсан ман мефаҳмам, ки ин метавонад як тамоюл шавад!
3.3 Муҳофизат - ташхис ва огоҳии хато
Мониторинги BMS бо сахтафзори системаи барқ мувофиқ аст ва мувофиқи шароити гуногуни кори батарея он ба дараҷаҳои гуногуни нокомӣ (нокомии хурд, нокомии ҷиддӣ, нокомии марговар) тақсим карда мешавад.Дар сатҳҳои гуногуни нокомӣ чораҳои гуногун андешида мешаванд: огоҳӣ, маҳдудияти барқ ё қатъи мустақими баландшиддат.Нокомиҳо ба даст овардани маълумот ва хатогиҳои оқилона, камбудиҳои барқӣ (сенсорҳо ва фаъолкунандаҳо), нокомии алоқа ва нокомии ҳолати батареяро дар бар мегиранд.
Мисоли маъмул ин аст, ки вақте батарея аз ҳад зиёд гарм мешавад, BMS муайян мекунад, ки батарея дар асоси ҳарорати ҷамъшудаи батарея аз ҳад зиёд гарм мешавад, сипас схемаи ин батареяро барои ҷудо кардан назорат мекунад, муҳофизати аз ҳад зиёд гармиро иҷро мекунад ва ба системаҳои идоракунӣ, ба монанди EMS огоҳӣ мефиристад.
3.4 Муошират
Фаъолияти муътадили BMS-ро аз вазифаи коммуникатсияи он ҷудо кардан мумкин нест.Новобаста аз он ки он батареяро ҳангоми идоракунии батарея назорат мекунад, ҳолати батареяро ба ҷаҳони беруна интиқол медиҳад ё дастурҳои назоратро қабул мекунад, алоқаи устувор лозим аст.
Дар системаи аккумулятори энергетики як канори БМС ба аккумулятор ва нӯги дигараш ба системаҳои идоракунӣ ва электронии тамоми мошин пайваст карда мешавад.Муҳити умумӣ протоколи CAN-ро истифода мебарад, аммо байни истифодаи CAN дохилӣ байни ҷузъҳои дохилии бастаи батарея ва истифодаи CAN автомобил байни бастаи батарея ва тамоми мошин фарқият вуҷуд дорад.
Баръакс, BMS нигоҳдории энергия ва иртиботи дохилӣ асосан протоколи CAN-ро истифода мебаранд, аммо иртиботи берунии он (берунӣ асосан ба системаи диспетчерии нерӯгоҳи барқии нигаҳдории энергия дахл дорад) аксар вақт форматҳои протоколи интернетии TCP/IP протокол ва протоколи modbus-ро истифода мебарад.
4) БМС нигоҳдории энергия
Истеҳсолкунандагони нигаҳдории энергияи BMS одатан аз батареяи барқии BMS таҳия шудаанд, бинобар ин бисёр тарҳҳо ва истилоҳҳо пайдоиши таърихӣ доранд
Масалан, батареяи барқӣ ба таври умум ба BMU (Воҳиди мониторинги батарея) ва BCU (Воҳиди назорати батарея) тақсим мешавад, ки аввалӣ маълумот ҷамъоварӣ мекунад ва дуввумӣ онро идора мекунад.
Азбаски ҳуҷайраи батарея як раванди электрохимиявӣ аст, ҳуҷайраҳои зиёди батарея батареяро ташкил медиҳанд.Бо назардошти хусусиятҳои ҳар як ҳуҷайраи батарея, новобаста аз он ки раванди истеҳсолот то чӣ андоза дақиқ аст, дар ҳар як ҳуҷайраи батарея бо мурури замон ва вобаста ба муҳити зист хатогӣ ва номувофиқӣ ба вуҷуд меояд.Аз ин рӯ, системаи идоракунии батарея баҳодиҳии ҳолати кунунии батареяро тавассути параметрҳои маҳдуд дорад, ки ин каме ба як табиби анъанавии Чин аст, ки беморро бо мушоҳидаи нишонаҳо ташхис мекунад, на тибби ғарбӣ, ки таҳлили физикӣ ва кимиёвиро талаб мекунад.Тахлили физикию химиявии организми одам ба характеристика-хои электрохимиявии аккумулятор монанд аст, ки онро бо асбобхои калони тачрибавй чен кардан мумкин аст.Бо вуҷуди ин, барои системаҳои дохилшуда баҳодиҳии баъзе нишондодҳои электрохимиявӣ душвор аст.Аз ин рӯ, BMS ба як табиби кӯҳнаи Чин монанд аст.
4.1 Меъмории сеқабати нигоҳдории энергияи BMS
Аз сабаби шумораи зиёди ҳуҷайраҳои батарея дар системаҳои нигоҳдории энергия, барои сарфаи хароҷот, BMS одатан дар қабатҳо бо ду ё се қабат амалӣ карда мешавад.Дар айни замон, маҷрои асосӣ се қабат аст: назорати усто / назорати усто / назорати ғулом.
4.2 Тавсифи муфассали нигоҳдории энергияи BMS
5) Вазъияти кунунӣ ва тамоюли оянда
Якчанд намуди истеҳсолкунандагон мавҷуданд, ки BMS истеҳсол мекунанд:
Категорияи якум корбари ниҳоӣ бо қудрати бартаридошта дар батареяи барқии BMS - заводҳои мошин мебошад.Дарвоқеъ, қавитарин қудрати истеҳсолии BMS дар хориҷа низ корхонаҳои мошинсозӣ, аз қабили General Motors, Tesla ва ғайра мебошанд. Дар хона, BYD, Huating Power ва ғайра мавҷуданд.
Категорияи дуюм корхонаҳои батарея, аз ҷумла истеҳсолкунандагони ҳуҷайра ва истеҳсолкунандагони бастаҳо, ба монанди Samsung, Ningde Times, Xinwangda, Desay Battery, Topband Co., Ltd., Beijing Purrad ва ғайра;
Навъи сеюми истеҳсолкунандагони BMS онҳое мебошанд, ки таҷрибаи чандинсола дар технологияи электроникаи барқӣ доранд ва дорои гурӯҳҳои тадқиқотӣ ва тадқиқотӣ бо донишкада ё корхонаҳои марбут ба монанди Eternal Electronics, Hangzhou Gaote Electronics, Xie Neng Technology ва Kegong Electronics мебошанд.
Баръакси BMS батареяҳои барқӣ, ки асосан аз ҷониби истеҳсолкунандагони мошинҳои терминалӣ бартарӣ доранд, чунин ба назар мерасад, ки корбарони ниҳоии батареяҳои нигоҳдории энергия барои иштирок дар таҳқиқот, таҳия ва истеҳсоли BMS эҳтиёҷ ё амали мушаххас надоранд.Инчунин аз эҳтимол дур нест, ки онҳо барои таҳияи системаҳои бузурги идоракунии батареяҳо пул ва қувваи зиёд сарф кунанд.Аз ин рӯ, метавон баррасӣ кард, ки саноати батареяи нигоҳдории энергияи BMS як бозигари муҳиме надорад, ки дорои бартариҳои мутлақ аст ва барои истеҳсолкунандагон ва фурӯшандагони батарея, ки ба нигоҳдории энергияи BMS тамаркуз мекунанд, фазои бузургро барои рушд ва тасаввурот мегузорад.Агар бозори нигоҳдории энергия таъсис дода шавад, он ба истеҳсолкунандагони батарея ва истеҳсолкунандагони касбии BMS барои рушд ва муқовимати камтари рақобат фазои зиёде медиҳад.
Дар айни замон, нисбатан кам истеҳсолкунандагони касбии BMS ба рушди BMS нигоҳдории энергия нигаронида шудаанд, асосан аз он сабаб, ки бозори нигоҳдории энергия ҳанӯз дар марҳилаи ибтидоӣ қарор дорад ва дар бораи рушди ояндаи нигоҳдории энергия дар бозор шубҳаҳои зиёд вуҷуд доранд.Аз ин рӯ, аксари истеҳсолкунандагон BMS-ро бо нигоҳдории энергия таҳия накардаанд.Дар муҳити воқеии тиҷорат, инчунин истеҳсолкунандагоне ҳастанд, ки батареяи автомобилии барқии BMS-ро барои истифода ҳамчун BMS барои батареяҳои нигоҳдории энергия харидорӣ мекунанд.Гумон меравад, ки дар оянда истеҳсолкунандагони касбии мошинҳои электрикии BMS низ эҳтимолан як қисми муҳими таъминкунандагони BMS шаванд, ки дар лоиҳаҳои бузурги нигоҳдории энергия истифода мешаванд.
Дар ин марҳила, набудани стандартҳои ягона барои BMS, ки аз ҷониби таъминкунандагони гуногуни системаҳои нигоҳдории энергия пешниҳод шудаанд, вуҷуд дорад.Истеҳсолкунандагони гуногун барои BMS тарроҳӣ ва таърифҳои гуногун доранд ва вобаста ба батареяҳои гуногун, ки онҳо бо онҳо мувофиқанд, алгоритми SOX, технологияи баробарсозӣ ва мундариҷаи маълумоти иртиботӣ, ки бор карда шудаанд, метавонанд фарқ кунанд.Дар татбиқи амалии BMS, чунин фарқиятҳо хароҷоти татбиқро зиёд мекунанд ва ба рушди саноат зарар мерасонанд.Аз ин рӯ, стандартизатсия ва модулизатсияи BMS низ як самти муҳими рушд дар оянда хоҳад буд.
Вақти фиристодан: январ-15-2024